加氫裂化尾油摻煉費(fèi)托蠟生產(chǎn)API Ⅲ類(lèi)基礎(chǔ)油的研究

黃波 黃小珠 王澤愛(ài) 陳遠(yuǎn)慶 張浩

中海油惠州石化有限公司

以加氫裂化尾油為原料經(jīng)加氫異構(gòu)脫蠟和加氫精制反應(yīng)生產(chǎn)API Ⅱ類(lèi)基礎(chǔ)油技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用[1 ～3]。惠州石化公司40萬(wàn)t/a潤(rùn)滑油加氫裝置采用上述原料和工藝生產(chǎn)API Ⅱ 類(lèi)150N 基礎(chǔ)油，其黏度指數(shù)高達(dá)115[4]，接近API Ⅲ類(lèi)黏度指數(shù)不低于120的指標(biāo)要求。

隨著我國(guó)煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為市場(chǎng)提供了豐富的費(fèi)托蠟資源，費(fèi)托蠟具有正構(gòu)烷烴組成的分子結(jié)構(gòu)是生產(chǎn)API Ⅲ類(lèi)基礎(chǔ)油的優(yōu)質(zhì)原料[5 ～8]。 為此開(kāi)展了在加氫裂化尾油中摻入費(fèi)托蠟，以提高150N基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)，達(dá)到API Ⅲ類(lèi)指標(biāo)的加氫中試試驗(yàn)。

試驗(yàn)部分

加氫中試裝置及試驗(yàn)工藝參數(shù)

試驗(yàn)是在200ML加氫中試裝置上進(jìn)行，該裝置由進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、循環(huán)氫系統(tǒng)、冷卻分離系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。原料油經(jīng)加壓后依次進(jìn)入加氫異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器R101和加氫精制反應(yīng)器R102，產(chǎn)物進(jìn)入冷卻分離系統(tǒng)后，以氫氣為主的氣相進(jìn)入循環(huán)氫系統(tǒng)，液相產(chǎn)物經(jīng)汽提塔分離出氣相產(chǎn)物后進(jìn)入產(chǎn)品罐。

采用40萬(wàn)t/a潤(rùn)滑油加氫裝置的加氫異構(gòu)和精制工藝流程，并模擬其工藝參數(shù)確定的中試試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。加氫中試液體產(chǎn)物采用2 L蒸餾儀進(jìn)行切割分離。

表1 中試試驗(yàn)參數(shù)

試驗(yàn)原料

原料Ⅰ為加氫裂化尾油采用潤(rùn)滑油加氫工業(yè)裝置的原料，原料Ⅱ?yàn)橘M(fèi)托蠟來(lái)源于煤制油裝置。原料Ⅲ為加氫裂化尾油和費(fèi)托蠟按質(zhì)量比為75∶25形成混合原料，3種原料的性質(zhì)見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)原料性質(zhì)

由表2可知，與原料Ⅰ加氫裂化尾油相比，原料Ⅱ費(fèi)托蠟餾程重，黏度和黏度指數(shù)高，摻入加氫裂化尾油后使得原料Ⅲ具有較高的黏度和黏度指數(shù)，但費(fèi)托蠟高熔點(diǎn)和蠟含量，也提高了原料Ⅲ的熔點(diǎn)和蠟含量。

結(jié)果與討論

原料對(duì)產(chǎn)品性能和收率的影響

在相同試驗(yàn)條件下，采用加工加氫裂化尾油原料時(shí)的工業(yè)裝置異構(gòu)反應(yīng)溫度340 ℃，進(jìn)行了加氫裂化尾油和混合原料下的加氫中試，中試液態(tài)產(chǎn)物在同一條件下進(jìn)行了分餾，產(chǎn)品性能及收率見(jiàn)表3、表4。

表3、表4數(shù)據(jù)表明：加氫裂化尾油中摻入費(fèi)托蠟后，提高了60N基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)，但增大了傾點(diǎn)，超出傾點(diǎn)的指標(biāo)要求；同時(shí)也顯著提高了150N基礎(chǔ)油的黏度和黏度指數(shù)，但傾點(diǎn)高達(dá)20 ℃，遠(yuǎn)超過(guò)其不高于-15 ℃的指標(biāo)要求?；A(chǔ)油總收率（280 ℃ ～餾分）91.27%，升高了2.92%，其中60N基礎(chǔ)油收率由44.22%下降至37.51%；150N基礎(chǔ)油收率由44.13%升高至53.76%。

表3 不同原料下產(chǎn)品性能

表4 不同原料下產(chǎn)品收率

加氫異構(gòu)反應(yīng)主要是將原料中高熔點(diǎn)的長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為低傾點(diǎn)的短側(cè)鏈的異構(gòu)烷烴，在加氫裂化尾油中摻入費(fèi)托蠟后大幅度增加了長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴的含量，在原加工加氫裂化尾油的異構(gòu)化反應(yīng)溫度下原料中的長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)不完全，使得加氫產(chǎn)物的黏度指數(shù)雖然提高了，但也導(dǎo)致了其高傾點(diǎn)。

異構(gòu)反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品性能和收率的影響

原料Ⅱ即在加氫裂化尾油中摻煉25%費(fèi)托蠟后，增大了原料的蠟含量，采用原料Ⅰ下340 ℃的異構(gòu)反應(yīng)溫度時(shí)，60N和150N的傾點(diǎn)遠(yuǎn)高于指標(biāo)要求，為此進(jìn)行了提高異構(gòu)反應(yīng)溫度的優(yōu)化試驗(yàn)，不同異構(gòu)反應(yīng)溫度下的產(chǎn)品性能及收率分別見(jiàn)表5和表6。

由表5、表6可知，隨著異構(gòu)反應(yīng)溫度由348 ℃提高到360 ℃，60N和150N的傾點(diǎn)逐漸降低，60N由-30 ℃降至-38 ℃以下，150N由-2 ℃降至-28 ℃；但150N黏度指數(shù)由138降至126、基礎(chǔ)油總收率（280 ℃ ～餾分）由84.04%下降至71.98%，主產(chǎn)品150N收率也由 47.96%降至39.35%。當(dāng)異構(gòu)反應(yīng)溫度提高至352 ℃時(shí)，60N和150N傾點(diǎn)分別為<-38 ℃和-17 ℃，滿(mǎn)足指標(biāo)要求；同時(shí)其黏度指數(shù)134，遠(yuǎn)優(yōu)于API Ⅲ類(lèi)不低于120的要求，且基礎(chǔ)油和150N保持了較高的收率，分別為80.99%和42.57% 。

表5 不同異構(gòu)反應(yīng)溫度下的產(chǎn)物性能

表6 不同異構(gòu)反應(yīng)溫度下產(chǎn)品收率

加氫異構(gòu)反應(yīng)隨著反應(yīng)溫度的升高，高熔點(diǎn)的長(zhǎng)鏈正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為低傾點(diǎn)的短側(cè)鏈烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)更完全，但同時(shí)也加劇了加氫裂化副反應(yīng)，而降低了150N基礎(chǔ)油收率。異構(gòu)化反應(yīng)溫度352 ℃既能使傾點(diǎn)達(dá)標(biāo)，也能保持150N基礎(chǔ)油較高的收率。

結(jié)論

☆加氫裂化尾油中摻入費(fèi)托蠟后提高了混合原料的黏度和黏度指數(shù)，但也提高了混合原料的熔點(diǎn)和蠟含量。

☆加氫裂化尾油原料中摻入25%費(fèi)托蠟后，隨著異構(gòu)反應(yīng)溫度的提高，60N和150N的傾點(diǎn)和黏度指數(shù)逐漸降低；基礎(chǔ)油和主產(chǎn)品150N收率也逐步降低。異構(gòu)反應(yīng)溫度352 ℃時(shí)， 150N的黏度指數(shù)高于API Ⅲ類(lèi)不低于120的要求，且其他性能滿(mǎn)足產(chǎn)品指標(biāo)要求。